CN109990835A - 一种智能巡检控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能巡检控制系统，包括前端设备、数据传输模块和后台系统模块，所述前端设备包括前端控制器和连接在前端控制器上的传感器模块、报警模块和无源温湿度监测模块；所述无源温湿度监测模块包括电源、温湿度芯片和与温湿度芯片连接的前端处理器和连接在前端处理器上的Zigbee模块和计时器。本装置包括电源、前端处理器、温湿度芯片、Zigbee无线传输模块；各个模块平时处于低功耗待机模式，只读取温湿度数据，不进行通信，消耗只有几uA电流，新电池可以保证工作3年以上；数据传输采用主动上报方式，采用计时器设定上报时间间隔，还可以设置为当温湿度值发生变化时则立刻上报数据。

Description

一种智能巡检控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及温湿度监测领域，特别涉及一种智能巡检控制系统及控制方法。

背景技术

在机房、仓库、药房、厂房等对温湿度有特殊要求的建筑物中，需要对室内的温湿度进行监测，及在室内安装一台或多台温湿度传感器，通过对温湿度值的计量和采集，实现温湿度的采集监测和异常告警。

传统温湿度传感器需要专门敷设线路实现供电和通信，施工复杂且费用较高，安装位置受线路的限制一旦固定就无法调整；日常监测采用被动应答方式传输数据，每轮数据采集都有间隔时间，当温湿度出现异常时无法实时传输异常信息，监测的时效性大打折扣。

ZigBee是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

采用ZigBee进行组网可以解决传统温湿度传感器需要专门敷设线路实现供电和通信，施工复杂且费用较高，安装位置受线路的限制一旦固定就无法调整的问题，但是无法解决现有技术中日常监测采用被动应答方式传输数据，每轮数据采集都有间隔时间，当温湿度出现异常时无法实时传输异常信息，监测的时效性大打折扣，同时采用电池供电续航时间较短的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种智能巡检控制系统及控制方法，解决了现有技术中日常监测采用被动应答方式传输数据，每轮数据采集都有间隔时间，当温湿度出现异常时无法实时传输异常信息，监测的时效性大打折扣，同时采用电池供电续航时间较短的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能巡检控制系统，包括前端设备、数据传输模块和后台系统模块，所述前端设备包括前端控制器和连接在前端控制器上的传感器模块、报警模块和无源温湿度监测模块；所述无源温湿度监测模块包括电源、温湿度芯片和与温湿度芯片连接的前端处理器和连接在前端处理器上的Zigbee模块和计时器。本装置包括电源、前端处理器、温湿度芯片、Zigbee无线传输模块；各个模块平时处于低功耗待机模式，只读取温湿度数据，不进行通信，消耗只有几uA电流，新电池可以保证工作3年以上；数据传输采用主动上报方式，采用计时器设定上报时间间隔，还可以设置为当温湿度值发生变化时则立刻上报数据。

进一步的，所述电源采用电池进行供电。采用电源供电方便布设，可以将本装置安装在没有电源的地方。

进一步的，还包括与Zigbee模块连接的天线。增强Zigbee模块与外部通信的信号

进一步的，所述天线包括内置天线和外置天线的至少一种。

进一步的，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、浸水传感器、结露传感器、水位传感器、氧气传感器、SF6气体浓度传感器和烟雾探测器中的至少一种。各类环境传感器安装在变电站内，通过采集和传输技术，可以实时监测变电站内的工作环境，如：温度、湿度、漏水、水位、气体等；当检测到环境量出现异常时，可及时显示、报警，并通过通信网络将数据上传至系统平台。

前端设备包含各种传感器。系统平台可以直观的显示出被监测量的大小或状态，以及被监测量的实时值或各种故障发生的情况。可以实现以下功能：

环境监测：环境温度、环境湿度、水位、氧气含量、SF6气体浓度等环境数据监控；

环境参量超标自动告警及自动排障功能：在监控中心对环境参量超过预设值时发出告警，在平台的图形展示界面上闪烁显示，以及通过语音、短信方式自动通知值班维护人员，并自动将排障资料打印/存档。

警情管控：在出现警情时可以按照设置，手动或者自动的控制报警音箱、声光一体化警示灯、通道门体、风机以及水泵等运行，进行防护和降低危害；

故障定位及管理功能：根据设置，可对故障发生点进行定位及管理。

链路检测功能，系统通过心跳监测设置，可以实时监控下位机设备以及通信线路，自动诊断设备及链路故障，并实时显示在界面上。

环境监测数据、状态监测数据及远程控制数据的历史信息查询。

所述数据传输模块采用3G网络、4G网络、GPRS网络或有线网络中的一种进行数据传输。

一种智能巡检控制方法，包括以下步骤：

S1、在需要进行温湿度监测的位置布设上述的温湿度计量装置；

S2、将步骤S1布设的温湿度计量装置进行Zigbee组网后接入后台服务器；

S3、设置温湿度计量装置的触发条件，启动温湿度计量装置，温湿度芯片开始采集温湿度信息，前端处理器和Zigbee模块待机；

S4、当达到步骤S3的触发条件时，前端处理器启动Zigbee模块，将温湿度芯片采集到的温湿度信息通过Zigbee网络发送到后台服务器。

进一步的，所述步骤S3中的触发条件包括时间触发和温湿度变化触发。

进一步的，所述时间触发的方法为预设上报时间间隔，每间隔一定的时间完成一次触发。

进一步的，所述温湿度变化触发的方法包括以下步骤：

S301、设置温度变化阈值和湿度变化阈值；

S302、当温度变化超过阈值或湿度变化超过阈值时，完成一次触发。

进一步的，所述温度变化阈值和湿度变化阈值包括单位时间内的温度变化值、单位时间内的湿度变化值、一定时间内的温度变化累积值和一定时间内的湿度变化累积值。

采用上述方法，区别于传统的分布式温湿度计量装置采用的查询应答式的数据传输，本方案采用主动上报的方式，各个模块平时处于低功耗待机模式，只读取温湿度数据，不进行通信，消耗只有几uA电流，新电池可以保证工作3年以上；仅有在触发时上报数据，待机时间长，不需要经常维护，解决了采用电池供电续航时间较短的问题。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明一种智能巡检控制系统及控制方法不仅能够准确获得温湿度信息，还能够利用无线传输系统进行传输，而且结构比较简单，易于实现，提高了温湿度监测的易用性；

2.本发明一种智能巡检控制系统及控制方法，本装置安装实施无需专门走线，方便快捷；采用低功耗工作模式，3年内无需更换电池，维护成本低；当温湿度值发生变化时，立刻进行上报，及时发现温湿度的异常信息。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的装置模块示意图；

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1对本发明作详细说明。

实施例1

一种智能巡检控制系统，包括前端设备、数据传输模块和后台系统模块，所述前端设备包括前端控制器和连接在前端控制器上的传感器模块、报警模块和无源温湿度监测模块；所述无源温湿度监测模块包括温湿度芯片和电源，还包括与温湿度芯片连接的前端处理器和连接在前端处理器上的Zigbee模块和计时器。所述温湿度芯片采用HTU21P RH/TSENSOR，前端处理器采用KW41Z，Zigbee无线传输模块集成在KW41Z上。本装置包括电源、前端处理器、温湿度芯片、Zigbee无线传输模块；各个模块平时处于低功耗待机模式，只读取温湿度数据，不进行通信，消耗只有几uA电流，新电池可以保证工作3年以上；数据传输采用主动上报方式，采用计时器设定上报时间间隔，还可以设置为当温湿度值发生变化时则立刻上报数据。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，所述电源采用纽扣电池进行供电。采用电源供电方便布设，可以将本装置安装在没有电源的地方。

进一步的，还包括与Zigbee模块连接的天线。增强Zigbee模块与外部通信的信号

进一步的，所述天线包括内置天线和外置天线的至少一种。

进一步的，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、浸水传感器、结露传感器、水位传感器、氧气传感器、SF6气体浓度传感器和烟雾探测器中的至少一种。各类环境传感器安装在变电站内，通过采集和传输技术，可以实时监测变电站内的工作环境，如：温度、湿度、漏水、水位、气体等；当检测到环境量出现异常时，可及时显示、报警，并通过通信网络将数据上传至系统平台。

前端设备包含各种传感器。系统平台可以直观的显示出被监测量的大小或状态，以及被监测量的实时值或各种故障发生的情况。可以实现以下功能：

环境监测：环境温度、环境湿度、水位、氧气含量、SF6气体浓度等环境数据监控；

环境参量超标自动告警及自动排障功能：在监控中心对环境参量超过预设值时发出告警，在平台的图形展示界面上闪烁显示，以及通过语音、短信方式自动通知值班维护人员，并自动将排障资料打印/存档。

警情管控：在出现警情时可以按照设置，手动或者自动的控制报警音箱、声光一体化警示灯、通道门体、风机以及水泵等运行，进行防护和降低危害；

故障定位及管理功能：根据设置，可对故障发生点进行定位及管理。

链路检测功能，系统通过心跳监测设置，可以实时监控下位机设备以及通信线路，自动诊断设备及链路故障，并实时显示在界面上。

环境监测数据、状态监测数据及远程控制数据的历史信息查询。

所述数据传输模块采用3G网络、4G网络、GPRS网络或有线网络中的一种进行数据传输。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，一种智能巡检控制方法，包括以下步骤：

S1、在需要进行温湿度监测的位置布设上述的温湿度计量装置；

S2、将步骤S1布设的温湿度计量装置进行Zigbee组网后接入后台服务器；

S3、设置温湿度计量装置的触发条件，启动温湿度计量装置，温湿度芯片开始采集温湿度信息，前端处理器和Zigbee模块待机；

S4、当达到步骤S3的触发条件时，前端处理器启动Zigbee模块，将温湿度芯片采集到的温湿度信息通过Zigbee网络发送到后台服务器。

实施例4

本实施例与实施例3的区别在于，所述步骤S3中的触发条件包括时间触发和温湿度变化触发。

进一步的，所述时间触发的方法为预设上报时间间隔，每间隔一定的时间完成一次触发。

进一步的，所述温湿度变化触发的方法包括以下步骤：

S301、设置温度变化阈值和湿度变化阈值；

S302、当温度变化超过阈值或湿度变化超过阈值时，完成一次触发。

进一步的，所述温度变化阈值和湿度变化阈值包括单位时间内的温度变化值、单位时间内的湿度变化值、一定时间内的温度变化累积值和一定时间内的湿度变化累积值。

采用上述方法，区别于传统的分布式温湿度计量装置采用的查询应答式的数据传输，本方案采用主动上报的方式，各个模块平时处于低功耗待机模式，只读取温湿度数据，不进行通信，消耗只有几uA电流，新电池可以保证工作3年以上；仅有在触发时上报数据，待机时间长，不需要经常维护，解决了采用电池供电续航时间较短的问题。

实施例5

本实施例为本方案的一种具体使用实例，在机房的动环监控项目中，要求对机房内200面机柜的温湿度进行独立监测，即需要在每台机柜内安装一个温湿度传感器，项目实施时用扎带将本装置固定在机柜顶部，无需再敷设其他线路，两名实施人员用了30分钟就完成了装置的安装部署，实施效率高；在日常运行中，本装置每5分钟将温湿度值上报一次，当温度值在10分钟内累计变换超过5℃或超过2.5℃/min时或当湿度值在10分钟内累计变换超过5％或超过2.5％/min时，立即将数据上报，供监控设备分析发现异常问题。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能巡检控制系统，包括前端设备、数据传输模块和后台系统模块，其特征在于：所述前端设备包括前端控制器和连接在前端控制器上的传感器模块、报警模块和无源温湿度监测模块；

所述无源温湿度监测模块包括电源、温湿度芯片和与温湿度芯片连接的前端处理器和连接在前端处理器上的Zigbee模块和计时器。

2.根据权利要求1所述的一种智能巡检控制系统，其特征在于：所述电源采用电池进行供电。

3.根据权利要求1所述的一种智能巡检控制系统，其特征在于：还包括与Zigbee模块连接的天线。

4.根据权利要求1所述的一种智能巡检控制系统，其特征在于：所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、浸水传感器、结露传感器、水位传感器、氧气传感器、SF6气体浓度传感器和烟雾探测器中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种智能巡检控制系统，其特征在于：所述数据传输模块采用3G网络、4G网络、GPRS网络或有线网络中的一种进行数据传输。

6.根据权利要求1所述的一种智能巡检控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在需要进行温湿度监测的位置布设如权利要求1所述的温湿度计量装置；

S2、将步骤S1布设的温湿度计量装置进行Zigbee组网后接入后台服务器；

S3、设置温湿度计量装置的触发条件，启动温湿度计量装置，温湿度芯片开始采集温湿度信息，前端处理器和Zigbee模块待机；

S4、当达到步骤S3的触发条件时，前端处理器启动Zigbee模块，将温湿度芯片采集到的温湿度信息通过Zigbee网络发送到后台服务器。

7.根据权利要求5所述的一种智能巡检控制方法，其特征在于：所述步骤S3中的触发条件包括时间触发和温湿度变化触发。

8.根据权利要求6所述的一种智能巡检控制方法，其特征在于：所述时间触发的方法为预设上报时间间隔，每间隔一定的时间完成一次触发。

9.根据权利要求6所述的一种智能巡检控制方法，其特征在于：所述温湿度变化触发的方法包括以下步骤：

S301、设置温度变化阈值和湿度变化阈值；

S302、当温度变化超过阈值或湿度变化超过阈值时，完成一次触发。

10.根据权利要求8所述的一种智能巡检控制方法，其特征在于：所述温度变化阈值和湿度变化阈值包括单位时间内的温度变化值、单位时间内的湿度变化值、一定时间内的温度变化累积值和一定时间内的湿度变化累积值。